Біз 1990 жылдардан бастап жүздеген немесе тіпті мыңдаған шақырымға созылатын ұзақ қашықтықтағы талшықты-оптикалық байланыстар үшін WDM толқын ұзындығын бөлу мультиплекстеу технологиясы қолданылып келе жатқанын білеміз. Көптеген елдер мен аймақтар үшін талшықты-оптикалық инфрақұрылым олардың ең қымбат активі болып табылады, ал қабылдағыш-таратқыш компоненттерінің құны салыстырмалы түрде төмен.
Дегенмен, 5G сияқты желілік деректерді беру жылдамдығының күрт өсуімен WDM технологиясы қысқа қашықтықтағы байланыстарда маңызды бола бастады, ал қысқа байланыстарды орналастыру көлемі әлдеқайда үлкен, бұл қабылдағыш-таратқыш компоненттерінің құны мен өлшемін сезімтал етеді.
Қазіргі уақытта бұл желілер кеңістікті бөлу мультиплекстеу арналары арқылы параллель беру үшін мыңдаған бір режимді оптикалық талшықтарға сүйенеді, және әр арнаның деректер беру жылдамдығы салыстырмалы түрде төмен, ең көбі бірнеше жүз Гбит/с (800G). T-деңгейінің қолданылуы шектеулі болуы мүмкін.
Бірақ жақын болашақта қарапайым кеңістіктік параллелизация тұжырымдамасы жақын арада масштабталу шегіне жетеді және деректер жылдамдығын одан әрі жақсарту үшін әрбір талшықтағы деректер ағындарын спектрлік параллелизациялаумен толықтырылуы керек. Бұл толқын ұзындығын бөлу мультиплекстеу технологиясы үшін мүлдем жаңа қолданба кеңістігін ашуы мүмкін, мұнда арна саны мен деректер жылдамдығының максималды масштабталуы өте маңызды.
Бұл жағдайда, ықшам және бекітілген көп толқынды жарық көзі ретінде жиілік тарақты генератор (ЖТГ) көптеген жақсы анықталған оптикалық тасымалдаушыларды қамтамасыз ете алады, осылайша маңызды рөл атқарады. Сонымен қатар, оптикалық жиілік тарақтың ерекше маңызды артықшылығы - тарақты сызықтардың жиілігі іс жүзінде бірдей қашықтықта орналасуы, бұл арнааралық қорғаныс жолақтарына қойылатын талаптарды жеңілдетеді және DFB лазерлік массивтерін пайдаланатын дәстүрлі схемалардағы жеке сызықтар үшін қажетті жиілікті басқарудан аулақ болады.
Айта кету керек, бұл артықшылықтар тек толқын ұзындығын бөлу мультиплекстеуінің таратқышына ғана емес, сонымен қатар оның қабылдағышына да қатысты, мұнда дискретті жергілікті осциллятор (LO) массивін бір тарақ генераторымен ауыстыруға болады. LO тарақ генераторларын пайдалану толқын ұзындығын бөлу мультиплекстеу арналарында сандық сигналды өңдеуді одан әрі жеңілдетеді, осылайша қабылдағыштың күрделілігін азайтады және фазалық шуға төзімділікті жақсартады.
Сонымен қатар, параллель когерентті қабылдау үшін фазалық құлыптау функциясы бар LO тарақты сигналдарды пайдалану толқын ұзындығын бөлу мультиплекстеу сигналының уақыттық домендік толқын формасын қалпына келтіруге мүмкіндік береді, осылайша тарату талшығының оптикалық сызықтық еместігінен келтірілген залалды өтейді. Тарақты сигнал беру негізіндегі тұжырымдамалық артықшылықтардан басқа, кішірек өлшем және экономикалық тиімді ірі көлемді өндіріс болашақ толқын ұзындығын бөлу мультиплекстеуші қабылдағыш-таратқыштар үшін де маңызды факторлар болып табылады.
Сондықтан, әртүрлі тарақ сигнал генераторы тұжырымдамаларының ішінде чип деңгейіндегі құрылғылар ерекше назар аударарлық. Деректер сигналын модуляциялау, мультиплекстеу, маршруттау және қабылдау үшін жоғары масштабталатын фотондық интегралды схемалармен біріктірілген кезде, мұндай құрылғылар көп мөлшерде төмен бағамен, бір талшық үшін ондаған Тбит/с өткізу қабілетімен өндірілуі мүмкін ықшам және тиімді толқын ұзындығын бөлу мультиплекстеуші қабылдағыш-таратқыштардың кілтіне айналуы мүмкін.
Жіберуші жақтың шығысында әрбір арна мультиплексор (MUX) арқылы қайта біріктіріледі, ал толқын ұзындығын бөлу мультиплекстеу сигналы бір режимді талшық арқылы беріледі. Қабылдаушы жақта толқын ұзындығын бөлу мультиплекстеу қабылдағышы (WDM Rx) көп толқын ұзындығындағы интерференцияны анықтау үшін екінші FCG жергілікті осцилляторын пайдаланады. Кіріс толқын ұзындығын бөлу мультиплекстеу сигналының арнасы демультиплексормен бөлінеді, содан кейін когерентті қабылдағыш массивіне (Coh. Rx) жіберіледі. Олардың ішінде әрбір когерентті қабылдағыш үшін фазалық анықтама ретінде жергілікті осциллятор LO демультиплекстеу жиілігі қолданылады. Бұл толқын ұзындығын бөлу мультиплекстеу буынының өнімділігі, әрине, негізінен негізгі тарақ сигнал генераторына, әсіресе жарықтың еніне және әрбір тарақ сызығының оптикалық қуатына байланысты.
Әрине, оптикалық жиілік тарақтары технологиясы әлі де әзірлеу сатысында, ал оны қолдану сценарийлері мен нарық көлемі салыстырмалы түрде шағын. Егер ол технологиялық кедергілерді жеңе алса, шығындарды азайтып, сенімділікті арттыра алса, оптикалық берілісте ауқымды деңгейде қолдануға қол жеткізуі мүмкін.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 19 желтоқсан